Совокупность изотопов возникающих в ядерных реакциях образуют радиоактивное семейство.

Совокупность изотопов возникающих в ядерных реакциях образуют радиоактивное семейство.

Урана: ₉₂U²³⁸ ₈₈Pb²⁰⁶; тория: ₉₀ Th²³²₈₈Pb²⁰⁸

₉₂U²³⁵₈₈Pb²⁰⁷; нептуния: ₉₃Np²³⁷ ₈₃ Bi²⁰⁹

(Таблица « Методы регистрации элементарных частиц»)

Изотопы – элементы, имеющие одинаковые химические свойства, занимающие одну клетку в таблице Менделеева, но различающиеся массовым числом и физическими свойствами (радиоактивностью).

1911 г. Содди

ядерные

реакции реакции

Ядерные реакции – это превращение атомных ядер при их взаимодействии как друг с другом, так и с ядерными частицами.

Выход ядерной реакции

Согласно теории Бора ядерные реакции идут в два этапа:

Ядро А (мишень) сливается с бомбардирующей частицей а, образуя ядро С:

А + а → С

Ядро С оказывается в возбуждённом состоянии и через некоторое время распадается на конечные продукты В и в:

С → в + В. 1919г. Резерфорд – первая ядерная реакция. ₇N¹⁴ + ₂α⁴ → ₉F¹⁸ → ₈O¹⁷ + ₁p¹ 1932г Кокрофт и Уолтон - первая ядерная реакция с помощью протонов высокой энергии. ₃Li⁷ + ₁H¹ → 2 ₂He⁴ 1938г. Ган и Штрасман – первая реакция деления урана быстрыми нейтронами: ₉₂U²³⁵ + ₀n¹ → ₉₂U²³⁶ ₉₂U²³⁶ → ₅₆Ba¹¹⁴ + ₃₆Kr⁸⁹ +3 ₀n¹ + Q↑ или ₉₂U²³⁶ → ₅₄Xe¹⁴⁰ + ₃₈Sr⁹⁴ + 2 ₀n¹ + Q↑

Эндотермические – идут с поглощением энергии. ΔЕ < 0

Экзотермические – идут с выделением энергии. ΔЕ > 0

ΔЕ =[(m₁ + m₂)_до – (m₁^ﺍ+ m₂^ﺍ)_после]с²

Характеризуется:

Коэффициентом размножения нейтронов.

k = N_i / N_{i -1} N_i – число нейтронов в данном поколении; N_i_-1 – число нейтронов в предыдущем поколении. k >1 – неуправляемая ядерная реакция (взрыв); k < 1 – затухающая ядерная реакция; k = 1 – управляемая ядерная реакция.

Критическим объёмом – минимальный объём при котором возможно осуществление ядерной реакцией.
Критической массой – масса делящегося вещества заключённая в критическом объёме.

1942 г Ферми(Чикагский университет) – первый ядерный реактор. Устройство, в котором возможно осуществление управляемой ядерной реакции, называется ядерным реактором. Устройство ядерного реактора:

Активная зона – пространство, где находится ядерное горючее и происходит ядерная реакция, представляет собой графитовый цилиндр, Т (800 – 900 К). В ней находится замедлитель нейтронов (тяжёлая вода D₂O).
Отражатель нейтронов –кожух окружающий активную зону и отражающий нейтроны обратно.
Теплоноситель – устройство отводящее энергию из активной зоны, используется вода или углекислый газ (не способные поглощать нейтроны).
Система регулирования цепной реакции –управляющие стержни состоящие из соединений бора или кадмия.
Радиационная защита –обеспечивается кожухом состоящей из слоя бетона толщиной 3м и слоем воды толщиной 1м.

Применение ядерных реакций: ● Изучение строения вещества; ● Получение радиоактивных изотопов; ● Энергетика; ● Транспорт; ● Медицина; ● Военное дело.

паровая турбина

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒